为了使三坐标检测机以高效率运行，其每个组件必须协同工作才能准确测量物体的物理几何形状。随着这些机器的不断发展，先进的测量组件和功能为日益复杂的计量需求提供了新的可能性。

三坐标检测机开发的新和重大进步之一是非接触式 CMM 的概念。顾名思义，非接触式 CMM 拥有独特的能力，可以用激光、图像或传感器测量物体，而不是直接接触。这项技术为制造商提供了一种动态、彻底和有效的方法来测量易碎或复杂物体的几何形状。

由于减少了检查时间和降低了制造成本，这些机器在各个行业中的受欢迎程度不断提高。它能够快速收集数据并全面收集对象上的点，使用户能够获得有关复杂表面的详细而准确的信息。

什么是非接触式三坐标检测机？

非接触式三坐标检测机是一种坐标测量机，可以在不接触的情况下确定对象的几何尺寸。该计量平台使用传感器系统，其中包含激光或相机、特定软件和针对应用量身定制的照明。非接触式坐标测量机因其灵活性和快速处理速度而越来越受欢迎。

与非接触式 CMM 不同，传统的坐标测量机使用机械探针来检测物体的测量值。虽然机械探头有效、可靠并提供准确的测量，但非接触式 CMM 是测量易碎物品或需要从各种独特角度进行测量的物体的理想选择。有些物体无法承受机械探头而不会损坏，这就是为什么非接触式机器经常被用作有用的替代品的原因。

非接触式坐标测量机也可用作便携式设备。便携式手臂系统传统上只携带一个探测系统——但在过去的几年里，它们现在携带了一台激光器，用于在需要快速数据收集的车间进行测量。这使它们成为高价值零件的理想选择，包括涡轮叶片或医疗植入物。

非接触式 CMM 的基本部件
CMM的部件的大小和功能各不相同。然而，它们都被设计为同时协同工作以准确捕捉物体的形状。非接触式 CMM 的每个方面都是设备功能不可或缺的一部分。

结构
任何 CMM 测量单元的结构都是其基础，对于创新的新型非接触式机器也是如此。早期，三坐标测量机的底座主要是钢和花岗岩。随着技术的进步，建造结构的材料也随之而来。建筑商现在加入了补充材料，如陶瓷和碳化硅。

视频测量 CMM 或光学测量 CMM 包含可移动的 X、Y 和 Z 工作台，其中部件的支撑面是玻璃。这允许光线穿过零件的周边，并且可以通过安装在 z 轴上的相机系统轻松测量。由于增加了激光探头和接触式探头，以及基本的摄像系统，这些机器现在被称为多传感器测量机器。他们可以根据需要在探测系统之间切换。

探针
非接触式扫描是一种先进的测量方法，可为制造商的计量企业提供更大的灵活性。回顾坐标测量机的历史，与 60 年前的两轴测量机相比，这项技术已经走了很长一段路。近年来，坐标测量机的进步呈指数级增长，包括便携式和非接触式机械。

非接触式探头可以捕获数千个点，在不影响使用中物体的结构完整性的情况下提供准确的测量值。这些探头旨在测量物体的几何形状，而无需直接接触。使用这种先进的探针技术涉及高速激光、激光线和白光扫描的点三角测量。

激光扫描探头
激光扫描探头使用激光来检查物体的尺寸并以数字方式反射它们。与触发式探头一样，激光扫描探头无需直接接触物品即可计算细微的点。激光器通常是制造商的热门选择，因为它们具有灵活性和适合任何类型 CMM 的能力。

白光扫描
另一方面，白光扫描可以比任何其他计量技术更快地积累数据。较小的组件将受益于这些扫描仪，因为它们的系统可以自动化以实现始终如一的准确测量。这种便携式测量工具还可以处理需要对产品的一个部分进行连续和重复检查的大量物体。

控制器
CMM 控制器旨在通过识别和容纳机器的数学误差图来保持准确性和复杂性。控制器将来自激光或扫描仪的信息传送到软件，允许非接触式 CMM 的运行速度可变。

软件
用于非接触式 CMM 的软件与您在传统机械上发现的软件大不相同。用于非接触式 CMM 的程序（如激光扫描仪软件）正在推进，因为机器本身带有一套独特的数据和测量标准。

非接触式 CMM 软件可以创建可以有效设置的测量计划，以检查对象的多个部分。

接触式与非接触式 CMM
三坐标测量机已经存在了 50 多年。从那时起，这些机器的尺寸和功能不断进步。随着质量和创新的不断加强，越来越多的客户正在考虑使用非接触式 CMM 来满足他们的精确计量需求。

投资正确的技术是制造过程的关键组成部分。在选择设备时，制造商可以在接触式和非接触式 CMM 之间做出决定。每台机器都有其独特的功能，并有其自身的优点和缺点。

较新的坐标测量机现在提供多传感器功能，可通过安装在机床床上的测头更换架在接触式测头、激光测头或摄像系统之间进行切换。新的几何软件包允许在无需操作员干预的情况下完全免提更换各种探头类型。

传统接触式 CMM
传统的三坐标测量机引导测头与被测物体直接接触。接触式探针是一种高度复杂的设备，当接触零件时由触针的偏转触发。测头精度高，是现代坐标测量机的支柱。

扫描探头现在变得更加复杂，因为它们在探头主体内实现了光学传感。这会在测针与零件接触时测量弯矩，并允许机器引导探测系统，同时保持与零件的完全接触。在这里，每秒可以以极高的精度测量数百个数据点。

传统 CMM 提供高精度测量，许多制造商将从中受益。随着扫描探针系统的出现，他们现在可以在非接触式的基础上测量组件。

非接触式坐标测量机
非接触式测量方法在北美各行业越来越受欢迎。由于其快速测量软件和适应复杂表面的能力，汽车制造商、航空航天工程师和医疗技术人员都被非接触式 CMM 所吸引。

由于非接触式传感器以零物理接触方式测量表面，因此它允许测量机为大批量应用测量精密或可延展的物体。非接触式坐标测量机每秒收集数千个数据点，使制造商能够更好地了解组件对规格的遵守情况。

非接触式传感器的类型
传感器是非接触式 CMM 的重要组成部分，因为它们允许对特定且通常敏感的物体进行准确的监测、检测和反应。非接触式传感器无需与物品进行物理接触即可工作，非常适合易碎或可延展的产品。这些传感器通常依赖于白光或摄像系统，而不是物理接触。随着从汽车到航空航天等行业对非接触式坐标测量机的需求增加，有三种常用的传感器用于操作非接触式机械。

激光扫描
安装在 CMM 上的激光系统旨在以精度测量复杂和敏感的物体。这允许 CMM 操作员在接触式测头系统和激光器之间切换，从而使 CMM 成为多传感器系统。当必须测量和量化大表面时，这尤其有用。

新的激光扫描仪正在不断发展，以满足制造商独特且不断增长的需求。由于大多数组件都是在 CAD 上设计的，因此越来越需要扫描具有激进过渡的大区域并在点云数据中呈现视觉答案。3-D 激光扫描仪利用扫描被测部件的激光条纹获取数据。它们在被测量的所有表面上都表现得非常好，无论表面本身如何，无论是亚光表面还是光亮表面。

白光扫描仪
在测量需要高精度的组件时，白光扫描仪正变得越来越流行。它们通常安装在三脚架上，被测部件位于转台上。对于高细节扫描，白光是处理较小组件的方法。此外，这种类型的扫描仪通常不安装在坐标测量机的 z 轴上。尽管如此，当今市场上仍有此类实施的示例。

光学传感器
光学传感器为光学测量设立了新标准，尤其是在接触式 CMM 方面。它们为客户提供了额外的好处，包括针对具有挑战性的表面的精度和测量灵活性。

这些传感器通常用于测量工业应用。有几种型号使用白光激光器来测量无光泽、涂层和反射表面。这些多功能传感器也非常适合测量带有塑料、玻璃和其他透明材料的物体。

视觉传感器
视频传感器正变得越来越流行，因为它们能够快速测量传统坐标测量机无法实现的零件。这是由于接触式探头无法合理测量的极小特征尺寸或小平面部件。

许多视频坐标测量机利用 CCD 摄像头与 LED 光源相结合，为传统接触式探针技术无法访问的组件提供对比度。事实上，对于小零件测量（X 和 Y 方向小于 300 毫米），它们是目前使用的快和准确的方法。

何时使用非接触式三坐标检测机
医疗设备
随着医疗行业需求的发展，技术也必须随之发展。对精确和详细测量设备的需求正在迅速增长，非接触式 CMM在医疗行业越来越受欢迎。医疗设备变得越来越小，形状越来越复杂，这意味着传统的 CMM 及其接触式探头可能会损害这些敏感设备的结构完整性。

非接触式视频和多传感器系统为具有复杂表面的敏感物体（包括植入物和假肢）提供测量。非接触式 CMM 的复杂性为医疗专业人员提供了执行复杂医疗设备功能所需的先进测量工具。

航天
飞机制造商正在转向非接触式坐标测量机，因为它们提供更高的生产率和更低的运营成本。借助这些高效准确的传感器，制造商可以满足对飞机和航空航天技术不断增长的需求。虽然传统 CMM 在行业中仍然占有一席之地，特别是对于非棱柱形形状，但非接触式技术有利于飞机的复杂区域，包括翼展、后缘和涡轮叶片。

敏感表面
许多行业都受益于使用非接触式坐标测量机及其自动化传感器来测量敏感和复杂的表面。非接触式平台使用先进的激光器、传感器、相机和软件来计算从医疗设备到航空航天结构的独特表面的尺寸。

反射面和镜面状表面需要光学测量工具来避免与物体本身发生任何接触。非接触式 CMM 能够使用多个传感器测量精细表面并从多个角度获取图像。

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